WO2012036536A2 - 산소용해장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an oxygen dissolving device, and more particularly, to an oxygen dissolving device capable of producing dissolved oxygen-rich water by determining the contact time of water with oxygen.
  • oxygen dissolving devices that dissolve gases are used to treat wastewater to increase dissolved oxygen (DO) content in water.
  • DO dissolved oxygen
  • the amount of dissolved oxygen needs to be kept above a predetermined value.
  • a bath system using oxygen water in which a large amount of oxygen is dissolved is used to improve skin diseases such as atopic dermatitis, and a high-efficiency oxygen dissolving device is required.
  • Oxygen-dissolving devices are extremely useful for increasing the amount of dissolved oxygen, especially in the case of high biochemical oxygen demand.
  • the oxygen dissolving apparatus is used to dissolve gases such as oxygen and ozone in liquids such as wastewater or water in wastewater treatment plants, water treatment plants, water purifiers, hydroponics for hydroponics, farms, etc., or to improve skin diseases such as atopy.
  • gases such as oxygen and ozone
  • liquids such as wastewater or water in wastewater treatment plants, water treatment plants, water purifiers, hydroponics for hydroponics, farms, etc.
  • skin diseases such as atopy.
  • As an apparatus used to produce oxygen water provided to the gas it is mainly used for the purpose of increasing the gas dissolution rate of oxygen or ozone in a liquid such as water or waste water.
  • the oxygen dissolving apparatus used in the related art has a problem in that the oxygen dissolution rate is low because a contact flow path through which water and oxygen flow together is short, so that oxygen can be sufficiently dissolved.
  • the oxygen dissolving device is to accommodate a mixture of oxygen and water supplied through the water supply and the oxygen supply, respectively
  • a first vessel communicating with the first container provided with the first accommodation space, the outlet of the first container, and winding the outer circumferential surface of the first container a plurality of times to provide a flow path where the mixture is dissolved while the first container and the first container are provided.
  • a second vessel providing a second accommodation space for accommodating the pipeline therein and for receiving a mixture discharged from the end of the first pipeline, and communicating with an outlet of the second vessel, winding the outer circumferential surface of the second vessel a plurality of times.
  • a second conduit provides a flow path that dissolves while moving.
  • the oxygen dissolving device extends a flow path through which oxygen and water flow through the first and second pipes, the oxygen dissolving water in which a large amount of oxygen is dissolved can be prepared by extending the contact time with oxygen of the water flowing into the device. have.
  • Applicant has tried to develop an oxygen dissolving apparatus by applying a pre-application method excellent in oxygen dissolution rate as described above.
  • the present invention was devised to solve the above-mentioned problems of the prior art and the applicant's prior application technology, and expands a flow path through which oxygen and water flow, and interferes with oxygen and water flowing through the flow path to vortex It is an object of the present invention to provide an oxygen dissolving apparatus that generates and improves the dissolution rate of oxygen.
  • Oxygen dissolving device for achieving the above object is provided with a first flow space therein to allow the flow of the mixture of oxygen and water supplied through the water supply and the oxygen supply unit flows, one side
  • the main melt portion formed with a first discharge port so as to discharge the mixture introduced into the first flow space to the outside and the first discharge port, and wound around the outer peripheral surface of the main melt portion a plurality of times as the mixture moves It is provided with a main pipe for providing a flow path in which the oxygen is dissolved in the water.
  • the auxiliary melting part is connected to the water supply part and the oxygen supply part, and a second flow space is provided therein to allow the mixture supplied from the water supply part and the oxygen supply part to flow therein, and the second flow part on one side.
  • a first auxiliary container having a second outlet for discharging the mixture mixed through a space to the outside, a plurality of first partition walls extending toward the center of the first auxiliary container on an inner wall surface of the first auxiliary container, The first auxiliary container is accommodated therein, and a third flow space for accommodating the mixture discharged through the second outlet is provided, and the mixture introduced into the third flow space on one side is the first flow space.
  • a second auxiliary container having a third discharge port communicating with the first flow space so as to be discharged.
  • the first, second and third discharge ports are provided from the water supply part so that the water flowing into the first auxiliary container may be provided on the upper side of the second flow space. It is preferably formed at a position spaced downwardly with respect to the inlet formed to be introduced into the container.
  • the auxiliary dissolution unit is installed in the drop space, the second partition wall formed with a plurality of first through-holes so as to atomize the particles of water dropped inside the first auxiliary container, and installed in the drop space below the second partition wall And a second through hole formed to penetrate in the vertical direction, and a plurality of interference protrusions protruding toward the center of the second through hole at positions spaced apart from each other along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the second through hole. It further comprises; three, the interference projections are formed to be wider toward the center direction of the second through-hole.
  • Oxygen dissolving device is installed between the water supply unit and the oxygen supply unit and the main dissolution unit, is connected to the water supply unit and the oxygen supply unit is supplied from the water supply unit and the oxygen supply unit
  • a secondary dissolving unit for accommodating the mixture and dissolving the oxygen in the water to be discharged to the main dissolving unit
  • the auxiliary dissolving unit is connected to the water supply unit and the oxygen supply unit, and a connection portion formed therein so that the mixture supplied from the water supply unit and the oxygen supply unit flows therein, and one end portion communicates with the connection portion. And a flow path through which the mixture flows, an auxiliary pipe having an extension portion extending upwardly with respect to the connection portion, and accommodating the extension portion of the auxiliary pipe therein, and the other end of the auxiliary pipe.
  • a third auxiliary container is formed so that the fourth flow space is formed to accommodate the mixture discharged from, and one side is connected in communication with the main melt portion so that the mixture contained in the fourth flow space can be discharged to the main melt portion.
  • the auxiliary melting part further includes at least one fifth partition wall provided in the auxiliary pipe and having a plurality of fourth through holes formed therein so as to generate vortices by interfering with the flow of the mixture moving through the auxiliary pipe. .
  • Oxygen dissolving device extends the flow path of oxygen and water flow, and interfering with the flow of oxygen and water flowing through the flow path to generate a vortex to improve the dissolved rate of oxygen is dissolved a large amount of oxygen There is an advantage to prepare oxygen dissolved water.
  • FIG. 1 is a perspective view of an oxygen dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the oxygen dissolving apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the first partition of the oxygen dissolving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the first partition of the oxygen dissolving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the oxygen dissolving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a first auxiliary container of the oxygen dissolving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of the oxygen dissolving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the oxygen dissolving apparatus of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a third auxiliary container according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 2 show the oxygen dissolving device 10 according to the present invention.
  • the oxygen dissolving apparatus 10 includes a main dissolving unit 20 into which a mixture of oxygen and water supplied through the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51 is introduced, and the main dissolving unit ( 20 is installed in the main pipe 30 for dissolving oxygen in water by dissolving the mixture discharged from the water and the main dissolution unit 20, and is connected to the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51 to supply the water.
  • 60 and an auxiliary dissolving unit 40 for receiving the mixture supplied through the oxygen supply unit 51 and dissolving oxygen in water to provide the mixture to the main dissolving unit 20.
  • the main melting part 20 is formed in a cylindrical shape having a first flow space 21 therein to allow the mixture supplied through the auxiliary melting part 40 to flow therein, and the first flow space 21 on one side.
  • the first discharge port 22 is formed to discharge the mixture introduced into the outside.
  • the first flow space 21 of the main melter 20 is formed to be large enough to accommodate the sub melter 40, and the first outlet 22 has water and oxygen in the first flow space 21. It is preferable to be formed on the upper side of the main melting portion 20 so that it can be accommodated and dissolved for a predetermined time.
  • the water discharged from the auxiliary dissolving unit 40 and the undissolved oxygen are accommodated in the first flow space 21, and when the water fills the first flow space 21, the water is discharged through the first outlet 22. Exhausted with oxygen. At this time, the undissolved oxygen discharged through the auxiliary dissolving unit 40 is accommodated in the first flow space 21 together with water and dissolved in water.
  • the main pipe 30 communicates with the first outlet 22 and winds around the outer circumferential surface of the main melting part 20 a plurality of times to provide a passage through which oxygen is dissolved in water while the mixture moves.
  • the main pipe 30 is preferably formed of a flexible pipe to be easily wound around the main melted portion 20.
  • the main pipe 30 can be anything as long as it forms a flow path through which oxygen and water can flow along the outer circumferential surface of the main dissolving unit 20 unlike the present embodiment.
  • the auxiliary dissolving unit 40 is installed in the first flow space 21 of the main dissolving unit 20, is connected to the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51, and the water supply unit 60 and the oxygen supply unit ( The mixture supplied through 51 is accommodated, and oxygen is dissolved in the water and discharged into the first flow space 21.
  • the auxiliary dissolving unit 40 includes a first auxiliary container 41, a plurality of first partition walls 42 formed on an inner wall of the first auxiliary container 41, and a first auxiliary container 41. Two auxiliary containers 43 are provided.
  • the first auxiliary container 41 is installed in the third flow space 46 of the second auxiliary container 43, which will be described later, and has a second flow space therein to allow the mixture of water and oxygen to flow thereinto (flow). 44 is formed into a cylindrical shape. An upper end of the first auxiliary container 41 is connected to an oxygen supply pipe 51 of the oxygen supply unit 51 to be described later and a water supply pipe 61 of the water supply unit 60. A second outlet 45 is provided on the lower surface of the first auxiliary container 41 so that the mixture passed through the second flow space 44 can be discharged to the second auxiliary container 43.
  • the first partition wall 42 is formed in a plate shape having a predetermined thickness and extends along the center of the first auxiliary container 41 on the inner wall surface of the first auxiliary container 41.
  • the plurality of first partition walls 42 may be formed alternately along the vertical direction to extend the flow trajectory of water.
  • the first partition wall 42 generates a vortex in the flow of water by interfering with the flow of water flowing into the first auxiliary container 41, and the dissolution rate of oxygen in the water increases due to the vortex.
  • FIG. 3 Another embodiment of the first partition wall 71 is illustrated in FIG. 3.
  • the first bulkheads 71 are respectively installed on the inner wall surface of the first auxiliary container 41 at positions spaced apart from each other along the vertical direction, and fixed to the inner wall surface of the first auxiliary container 41.
  • the additional portion is formed to be inclined downward so as to be positioned above the other end portion.
  • the first partition 71 is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the inner wall surface, the first partition 71 is formed even when the mixture introduced into the first auxiliary container 41 collides with the first partition 71. It can easily flow downward along the slope of the.
  • Figure 4 shows a first partition 72 according to another embodiment of the present invention.
  • the first bulkheads 72 are respectively installed at positions spaced apart from each other along the up and down direction on the inner wall surface of the first auxiliary container 41, and fall into the first auxiliary container 41 by falling of the water. A number of through holes for atomizing the particles are formed.
  • the water introduced into the first auxiliary container 41 passes through the through holes 73 of the first partition walls 72 step by step, so that the particles of water are atomized to increase the contact area with oxygen.
  • the second auxiliary container 43 accommodates the first auxiliary container 41 therein, and allows the mixture discharged through the second outlet 45 of the first auxiliary container 41 to accommodate the third flow space ( 46 is formed into a cylindrical shape provided.
  • the third discharge port communicates with the first flow space 21 so that the undissolved oxygen and water can be discharged into the first flow space 21 of the main melting portion 20 at the upper side of the second auxiliary container 43. 47 is formed.
  • the outer surface of the first auxiliary container 41 and the connecting portion 411 of the second auxiliary container 43 is to prevent the oxygen contained in the third flow space 46 to leak to the outside. It is preferable that the packing member is installed to be able to.
  • Oxygen supply unit 51 is connected to the oxygen supply pipe 51 and the oxygen supply pipe 51, the oxygen supply pipe 51 is connected to the first auxiliary container 41 and the end thereof so as to supply oxygen to the first auxiliary container 41 to supply oxygen.
  • An oxygen generating member 52 is provided.
  • the oxygen supply pipe 51 is provided with an oxygen control valve 53 so as to control the supply of oxygen and the amount of oxygen supply to the first auxiliary container 41.
  • Oxygen control valve 53 is preferably formed of a solenoid valve so that the operator can easily operate.
  • Oxygen generating member 52 is formed of an oxygen generator or a high-pressure oxygen or liquefied oxygen tank is generally used to supply oxygen to the first auxiliary container 41 through the oxygen supply pipe (51).
  • the water supply unit 60 is connected between the water storage tank (not shown) in which water is accommodated, the water storage tank and the first auxiliary container 41, and a water supply pipe 61 having a flow path through which water is transferred;
  • the pump 62 is installed in the water supply pipe 61 and pumps the water contained in the water storage tank to supply the first auxiliary container 41.
  • the oxygen supply unit 51 and the water supply unit 60 supply oxygen and water to the first auxiliary container 41 through the oxygen supply pipe 51 and the water supply pipe 61.
  • the mixture of water and oxygen supplied to the first auxiliary container 41 flows from the upper side to the lower side in the second flow space 44 of the first auxiliary container 41 so that a part of the oxygen is dissolved in the water.
  • the water passing through the second flow space 44 and the undissolved oxygen are discharged to the second auxiliary container 43 through the second outlet 45 provided on the lower surface of the first auxiliary container 41.
  • Water and oxygen discharged through the first auxiliary container 41 are accommodated in the third flow space 46 of the second auxiliary container 43.
  • oxygen introduced into the third flow space 46 rises upward and comes into contact with water, thereby partially. Is dissolved in water.
  • Oxygen dissolving device 10 according to the present invention configured as described above to increase the contact time between the water and oxygen through the secondary dissolution unit 40, the main dissolution unit 20 and the main tube 30 through the water and oxygen This has the advantage of improving the dissolution rate of oxygen.
  • Figure 5 shows the oxygen dissolving device 80 according to another embodiment of the present invention.
  • the oxygen dissolving apparatus 80 includes a first dropping space 82 for dropping water introduced into the first auxiliary container 41 on the upper side of the second flow space 44.
  • the second and third outlets 22, 45, and 47 are formed at positions spaced downward from the inlet 81 formed so that water from the water supply unit 60 flows into the first auxiliary container 41.
  • the first, second and third outlets 22, 45, and 47 are formed at positions spaced downwardly from the inlet 81 of the first auxiliary container 41, the mixture in the first auxiliary container 41 is mixed.
  • the water level is spaced downward from the ceiling surface of the first auxiliary container 41, the drop space 82 is formed.
  • Water introduced into the drop space 82 through the inlet 81 falls on the surface of the mixture contained in the first auxiliary container 41.
  • the water contacts oxygen filled in the drop space 82 during the fall, and a part of the oxygen is dissolved in water and flows into the mixture.
  • the first partition walls 42 are preferably formed on the inner wall surface of the first auxiliary container 41 corresponding to the drop space 82.
  • the contact area of oxygen with water is expanded, thereby improving the dissolution rate of oxygen.
  • Figure 6 is shown in another embodiment of the secondary melting unit 90.
  • the auxiliary dissolving unit 90 includes a second partition 91 installed inside the first auxiliary container 41 at a position corresponding to the drop space 82, and a drop space below the second partition 91.
  • a third partition wall 92 is further provided inside the first auxiliary container 41 at a position corresponding to 82.
  • the second partition wall 91 is formed in a disc shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the first auxiliary container 41, and a plurality of second partition walls 91 are sprayed onto the upper surface to spray particles of water dropped into the first auxiliary container 41.
  • the first through hole 93 is formed.
  • the second partition 92 has a second through hole 94 is formed in the center portion so as to penetrate in the vertical direction, the second through hole at a position spaced apart from each other along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the second through hole 94.
  • a plurality of interference protrusions 95 protruding in the center direction of the 94 are provided.
  • the interference protrusion 95 is preferably formed to be wider toward the center of the second through-hole 94. Water passing through the second partition wall 91 flows into the second through hole 94 along the upper surface of the interference protrusion 95. As mentioned above, since the interference protrusion 95 is formed to be wider toward the end, the water flowing into the second through hole 94 along the interference protrusion 95 falls down to form a thin oil film. At this time, when the thin oil film is formed by the interference protrusion 95, the falling water increases the contact area with oxygen filled in the drop space 82, thereby increasing the oxygen dissolution rate for the water.
  • Figures 7 to 8 shows the oxygen dissolving apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.
  • the oxygen dissolving apparatus 100 includes a main dissolving unit 200 into which a mixture of oxygen and water supplied through the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51 is introduced, and the main dissolving unit ( It is installed between the main pipe 300 and the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51 and the main dissolution unit 200 to accommodate the mixture discharged from the 200 to dissolve oxygen in water, the water supply unit 60 And an auxiliary dissolving unit 400 connected to the oxygen supply unit 51 to accommodate the mixture and dissolving oxygen in water to supply the main dissolving unit 200.
  • the main melting part 200 is formed of a pipe having a flow space (not shown) provided therein to allow the mixture supplied through the auxiliary melting part 400 to flow therein, and at one end of the mixture introduced into the flow space. Discharge port (not shown) is formed to discharge the outside. At this time, the main melter 200 is preferably formed to extend upwardly so that one end portion formed with the outlet is located above the other end connected to the secondary melter 400.
  • the main pipe 300 communicates with the outlet of the main melting part 200, and is formed as a pipe provided with a flow path for dissolving oxygen in water while the mixture moves around the outer circumferential surface of the main melting part 200.
  • the main pipe 300 is preferably formed of a flexible pipe to be easily wound around the main melting part 200.
  • Undissolved oxygen discharged from the main dissolution unit 200 is dissolved again in water while passing through the spirally formed main tube 300 together with water.
  • the main pipe 300 can be anything as long as it forms a flow path through which oxygen and water can flow along the outer circumferential surface of the main dissolution unit 200 unlike the present embodiment.
  • the auxiliary dissolving unit 400 is installed between the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51 and the main dissolution unit 200, and accommodates the mixture supplied through the water supply unit 60 and the oxygen supply unit 51. , Dissolves a part of oxygen in water and discharges it to the main melting part 200.
  • the auxiliary dissolving unit 400 is installed in the auxiliary pipe 410, the third auxiliary container 420 formed to receive a part of the auxiliary pipe 410 therein, and the third auxiliary container 420, a plurality of The fourth partition 430 is provided with a third through hole 431.
  • the auxiliary pipe 410 is connected to the oxygen supply pipe 51 of the oxygen supply unit 51 and the water supply pipe 61 of the water supply unit 60, and the oxygen supplied through the oxygen supply unit 51 and the water supply unit 60 and A connection portion 411 provided with a flow path therein to allow the mixture of water to flow therein, and one end thereof communicate with the connection portion 411, and a flow path through which the mixture flows is provided, and with respect to the connection portion 411.
  • An extension portion 412 extending upwardly.
  • the other end of the extension portion 412 is preferably formed in the extending direction perpendicular to the ground so that the mixture passed through the auxiliary pipe 410 can be discharged upward.
  • the fifth partition wall 413 is formed in a disk shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the extension portion 412, the upper surface of the fifth partition 412 to interfere with the flow of the mixture moving through the extension portion 412 to generate a vortex
  • the fourth through hole 414 is formed.
  • the fifth partitions 413 are respectively installed at positions spaced apart from each other along the vertical direction in the extension part 412. Meanwhile, in the illustrated example, the structure in which the two fifth partitions 413 are installed in the extension part 412 is described. However, the installation position and the number of installations of the fifth partitions 413 are not limited to the illustrated example. Alternatively, the plurality may be installed at any position inside the auxiliary pipe 410, that is, in the flow path through which the mixture flows.
  • the third auxiliary container 420 accommodates the extension portion 412 of the auxiliary pipe 410 therein, and the fourth flow space 421 is provided to accommodate the mixture discharged from the other end of the auxiliary pipe 410. It is formed into a cylindrical shape.
  • the connection portion 411 of the auxiliary pipe 410 is preferably installed so that a portion of the third auxiliary container 420 is exposed to the outside so that it can be easily connected to the oxygen supply pipe 51 and the water supply pipe 61. .
  • One side of the third auxiliary container 420 is connected in communication with the other end of the main melting part 200 so that the mixture contained in the fourth flow space 421 can be discharged to the main melting part 200.
  • the connection part 411 with the main melting part 200 is preferably formed below the third auxiliary container 420.
  • the fourth partition 430 has a predetermined thickness and is formed in a disc shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the third auxiliary container 420.
  • the fourth partition 430 is installed on the inner wall of the auxiliary pipe 410 of the position spaced upwardly with respect to the other end of the auxiliary pipe 410, it is preferably installed in a position adjacent to the other end of the auxiliary pipe 410 Do.
  • a plurality of third through holes 431 are formed on the upper surface of the fourth partition 430 to generate vortices by interfering with the flow of the mixture discharged from the auxiliary pipe 410.
  • a portion of the mixture discharged upward through the other end of the auxiliary pipe 410 passes through the fourth partition wall 430, and the mixture passing through the fourth partition wall 430 falls by gravity and the fourth partition wall 430 Pass again.
  • the surface of the mixture in the third auxiliary container 420 is lower than the fourth partition 430.
  • the outlet of the main melting part 200 is preferably formed at a position corresponding to the lower side of the fourth partition 430 to be formed in the.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the third auxiliary container 420.
  • the third auxiliary container 420 further includes a plurality of sixth partition walls installed in the fourth flow space 421.
  • the sixth partition wall is formed in a plate shape having a predetermined thickness and extends along the center of the third auxiliary container 420 on the inner wall surface of the third auxiliary container 420.
  • a plurality of sixth partition walls are preferably formed alternately along the vertical direction to extend the flow trajectory of the water.
  • the sixth partition interferes with the flow of water flowing into the third auxiliary container 420 to generate vortices in the water flow, and the dissolution rate of oxygen in the water increases due to the vortices.
  • Oxygen and water supplied through the oxygen supply unit 51 and the water supply unit 60 are introduced into the connection portion 411 of the auxiliary pipe 410 through the oxygen supply tube 51 and the water supply tube 61. Oxygen and water introduced through the connection portion 411 is transferred to the extension portion 412, and is discharged into the third auxiliary container 420 through the other end of the auxiliary pipe 410.
  • the mixture discharged from the auxiliary pipe 410 passes through the fourth partition 430 installed at a position adjacent to the other end of the auxiliary pipe 410 fourth flow space 421 of the third auxiliary container 420 Flows into the lower side of the Water and oxygen introduced into the fourth flow space 421 are introduced into the main melting part 200 through the other end of the main melting part 200 connected to the third auxiliary container 420.
  • the mixture of water and oxygen introduced into the main melting part 200 is introduced into the main pipe 300 through the discharge port.
  • the mixture introduced into the main pipe 300 moves along the flow path helically along the outer circumferential surface of the main melting part 200 through the main pipe 300.
  • Oxygen dissolving device 100 configured as described above increases the contact time between water and oxygen by passing the water and oxygen through the secondary dissolution unit 400, the main dissolution unit 200 and the main pipe 300
  • a plurality of partitions are provided on the flow path of the mixture to interfere with the flow of the mixture to generate a vortex to improve the dissolution rate of oxygen to water.

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Abstract

본 발명은 산소용해장치에 관한 것으로서, 물공급부와 산소공급부를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제1유동공간이 마련되고, 일측에 제1유동공간에 유입된 혼합물을 외부로 배출할 수 있도록 제1배출구가 형성된 메인용해부와, 제1배출구와 연통되며, 메인용해부의 외주면을 복수회 감아 혼합물이 이동하면서 물에 산소가 용해되는 유로를 제공하는 메인관을 구비한다. 본 발명에 따른 산소용해장치는 산소와 물이 유동하는 유로를 확장하고, 상기 유로를 통해 유동하는 산소와 물의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시켜 산소의 용존율을 향상시키므로 다량의 산소가 용해되어 있는 산소용해수를 제조할 수 있는 장점이 있다.

Description

산소용해장치
본 발명은 산소용해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물의 산소와의 접촉시간을 확정하여 용존산소가 풍부산소용해수를 제조할 수 있는 산소용해장치에 관한 것이다.
통상적으로 기체를 용해하는 산소용해장치는 폐수를 처리하여 수중의 용해산소(DO)함량을 증가시키는데 이용된다. 물고기나 기타 수중 생물의 생명을 보존하기 위해서 뿐만 아니라 악취제거나 유기물질의 생성 억제를 위해서도 용해산소의 양을 소정 값 이상으로 유지할 필요가 있다. 또한, 최근에는 다량의 산소가 용해된 산소수를 이용한 목욕시스템으로 아토피와 같은 피부질환을 호전시키는데 사용하고 있어, 고효율의 산소용해장치가 요구되고 있다.
산소용해장치는 용해산소의 양을 증가시키는데 대단히 유용한 것으로, 특히 생화학적 산소 요구량이 높은 경우에 있어서는 이용가치가 매우 크다.
상기 산소용해장치는 폐수처리장, 정수처리장, 정수기, 수경재배를 위한 양액, 양식장 등에서 산소나 오존 등의 기체를 폐수나 물과 같은 액체에 용해시키는데 이용되거나, 아토피와 같은 피부질환을 호전시키는 목욕시스템에 제공되는 산소수를 생산하는데 이용되는 장치로서, 이는 물이나 폐수 등과 같은 액체 내 산소나 오존 등의 기체 용존률을 높일 목적으로 주로 이용된다.
그러나 종래에 일반적으로 사용하는 산소용해장치는 물과 산소가 함께 유동하는 유로가 짧아 산소가 충분히 용해될 수 있는 접촉시간이 확보되지 않아 산소의 용존률이 낮은 문제점이 있다.
한편, 본 출원인은 특허출원 제2009-0071759호에 산소용해장치를 선 출원하여 등록받은 바 있는데, 상기 산소용해장치는 물공급부와 산소공급부를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물을 수용하는 제 1수용공간이 마련된 제 1용기와, 제 1용기의 배출구와 연통되며, 제 1용기의 외주면을 복수회 감아 혼합물이 이동하면서 용해되는 유로를 제공하는 제 1관로와, 제 1용기 및 제 1관로를 내부에 수용하고 제 1관로의 단부로부터 배출된 혼합물이 수용되는 제 2수용공간을 제공하는 제 2용기와, 제 2용기의 배출구와 연통되며, 제 2용기의 외주면을 복수회 감아 혼합물이 이동하면서 용해되는 유로를 제공하는 제 2관로를 구비한다.
상기 산소용해장치는 제1 및 제2관로를 통해 산소 및 물이 유동하는 유로를 확장하므로 장치 내에 유입되는 물의 산소와의 접촉시간을 연장시켜 다량의 산소가 용해되어 있는 산소용해수를 제조할 수 있다.
본 출원인은 상기한 바와 같이 산소 용해률이 우수한 선 출원 방식을 응용하여 산소용해장치를 개발하고자 노력하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술 및 본 출원인의 선 출원 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 산소와 물이 유동하는 유로를 확장하고, 상기 유로를 통해 유동하는 산소와 물을 간섭하여 와류를 발생시켜 산소의 용존율을 향상시키는 산소용해장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산소용해장치는 물공급부와 산소공급부를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제1유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제1유동공간에 유입된 상기 혼합물을 외부로 배출할 수 있도록 제1배출구가 형성된 메인용해부와, 상기 제1배출구와 연통되며, 상기 메인용해부의 외주면을 복수회 감아 상기 혼합물이 이동하면서 상기 물에 상기 산소가 용해되는 유로를 제공하는 메인관을 구비한다.
상기 제1유동공간 내에 설치되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며 상기 물공급부 및 상기 산소공급부를 통해 공급된 상기 혼합물을 수용하고, 상기 물에 상기 산소를 용해시켜 상기 제1유동공간으로 배출하는 보조용해부를 더 구비하고,
상기 보조용해부는 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부으로부터 공급되는 상기 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제2유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제2유동공간을 통해 혼합된 상기 혼합물을 외부로 배출하는 제2배출구가 형성된 제1보조용기와, 상기 제1보조용기의 내벽면에 상기 제1보조용기의 중앙을 향하여 연장형성된 다수의 제1격벽과,상기 제1보조용기를 내부에 수용하고, 상기 제2배출구를 통해 배출된 상기 혼합물이 수용되는 제3유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제3유동공간으로 유입된 상기 혼합물이 상기 제1유동공간으로 배출될 수 있도록 상기 제1유동공간에 연통되는 제3배출구가 형성된 제2보조용기를 구비한다.
상기 제2유동공간의 상측에 상기 제1보조용기 내부에 유입된 물이 낙하하기 위한 낙하공간이 마련될 수 있도록 상기 제1,2 및 제3배출구가 상기 물공급부로부터 상기 물이 상기 제1보조용기 내부로 유입되도록 형성된 유입구에 대해 하방으로 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보조용해부는 상기 낙하공간에 설치되며, 상기 제1보조용기 내부에 낙하된 물의 입자를 분무화할 수 있도록 다수의 제1관통공이 형성된 제2격벽과, 상기 제2격벽 하측의 상기 낙하공간에 설치되며, 상하방향으로 관통되게 제2관통공이 형성되고, 상기 제2관통공의 내주면에 원주방향을 따라 상호 이격된 위치에, 상기 제2관통공의 중심방향으로 돌출형성된 다수의 간섭돌기가 마련된 제3격벽;을 더 구비하고, 상기 간섭돌기는 상기 제2관통공의 중심방향으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치는 상기 물공급부 및 상기 산소공급부와 상기 메인용해부 사이에 설치되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되어 상기 물공급부 및 상기 산소공급부로부터 공급되는 상기 혼합물을 수용하고, 상기 물에 상기 산소를 용해시켜 상기 메인용해부로 배출하는 보조용해부를 더 구비하고,
상기 보조용해부는 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부로부터 공급된 상기 혼합물이 유입되어 유동할 수 있게 내부에 유로가 형성된 연결부분과, 일단부가 상기 연결부분에 연통되며, 내부에 상기 혼합물이 유동하는 유로가 마련되고, 상기 연결부분에 대해 상방으로 연장형성된 연장부분이 마련된 보조관과, 상기 보조관의 상기 연장부분을 내부에 수용하고, 상기 보조관의 타단부로부터 배출되는 상기 혼합물이 수용될 수 있게 제4유동공간이 형성되고, 상기 제4유동공간에 수용된 상기 혼합물이 상기 메인용해부로 배출될 수 있도록 일측이 상기 메인용해부와 연통되게 연결된 제3보조용기와, 상기 보조관의 타단부에 대해 상기 보조관 타단부의 연장방향으로 이격된 위치의 상기 제4유동공간에 설치되며, 상기 보조관으로부터 배출되는 상기 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제3관통공이 마련된 제4격벽을 구비한다.
상기 보조용해부는 상기 보조관 내에 설치되며 상기 보조관을 통해 이동하는 상기 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제4관통공이 형성된 적어도 하나의 제5격벽을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 산소용해장치는 산소와 물이 유동하는 유로를 확장하고, 상기 유로를 통해 유동하는 산소와 물의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시켜 산소의 용존율을 향상시키므로 다량의 산소가 용해되어 있는 산소용해수를 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 산소용해장치에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 산소용해장치에 대한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치의 제1격벽에 대한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치의 제1격벽에 대한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치의 제1보조용기에 대한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치에 대한 사시도이고,
도 8은 도 7의 산소용해장치에 대한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제3보조용기에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소용해장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 산소용해장치(10)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 산소용해장치(10)는 물공급부(60)와 산소공급부(51)를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물이 유입되는 메인용해부(20)와, 메인용해부(20)로부터 배출되는 혼합물을 수용하여 물에 산소를 용해시키는 메인관(30)과, 메인용해부(20)의 내부에 설치되며, 물공급부(60)와 산소공급부(51)에 연결되어 물공급부(60) 및 산소공급부(51)를 통해 공급된 혼합물을 수용하고 물에 산소를 용해시켜 메인용해부(20)에 상기 혼합물을 제공하는 보조용해부(40)를 구비한다.
메인용해부(20)는 보조용해부(40)를 통해 공급된 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제1유동공간(21)이 마련된 원통형으로 형성되고, 일측에 제1유동공간(21)에 유입된 혼합물을 외부로 배출할 수 있도록 제1배출구(22)가 형성되어 있다.
메인용해부(20)의 제1유동공간(21)은 보조용해부(40)가 수용되기에 충분한 크기로 형성되며, 제1배출구(22)는 제1유동공간(21)에 물과 산소가 일정시간 수용되어 용해될 수 있도록 메인용해부(20)의 상측에 형성되는 것이 바람직하다.
보조용해부(40)로부터 배출된 물과 미용해된 산소는 제1유동공간(21) 내에 수용되며, 물이 제1유동공간(21)을 가득 채우면 제1배출구(22)를 통해 미용해된 산소와 함께 배출된다. 이때, 보조용해부(40)를 통해 배출된 미용해된 산소는 물과 함께 제1유동공간(21)에 수용되어 물에 용해된다.
메인관(30)은 제1배출구(22)에 연통되며, 메인용해부(20)의 외주면을 복수회 감아 상기 혼합물이 이동하면서 물에 산소가 용해되는 유로를 제공한다. 메인관(30)은 용이하게 메인용해부(20)에 감길 수 있도록 플렉시블한 파이프로 형성되는 것이 바람직하다.
메인용해부(20)로부터 배출된 미용해된 산소는 나선형으로 형성된 메인관(30)을 물과 함께 통과하면서 물에 재차 용해된다. 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 메인관(30)은 본 실시 예와는 다르게 메인용해부(20)의 외주면을 따라 산소와 물이 유동할 수 있는 유로를 형성하는 것이면 무엇이든 가능하다.
보조용해부(40)는 메인용해부(20)의 제1유동공간(21) 내에 설치되며, 물공급부(60) 및 산소공급부(51)에 연결되고, 상기 물공급부(60) 및 산소공급부(51)를 통해 공급된 혼합물을 수용하여 상기 물에 산소를 용해시켜 제1유동공간(21)으로 배출한다.
보조용해부(40)는 제1보조용기(41)와, 제1보조용기(41)의 내벽에 형성된 다수의 제1격벽(42)과, 제1보조용기(41)를 내부에 수용하는 제2보조용기(43)를 구비한다.
제1보조용기(41)는 후술되는 제2보조용기(43)의 제3유동공간(46) 내에 설치되며, 물과 산소가 혼합된 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제2유동공간(44)이 마련된 원통형으로 형성된다. 제1보조용기(41)의 상단에는 후술되는 산소공급부(51)의 산소공급관(51)과 물공급부(60)의 물공급관(61)이 연결되어 있다. 제1보조용기(41)의 하면에는 제2유동공간(44)을 통과한 혼합물이 제2보조용기(43)로 배출될 수 있도록 제2배출구(45)가 마련되어 있다.
제1격벽(42)은 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 제1보조용기(41)의 내벽면에 제1보조용기(41)의 중앙을 항하여 연장형성되어 있다. 다수개의 제1격벽(42)은 물의 흐름궤적을 연장시킬 수 있도록 상하방향을 따라 상호 교호적으로 형성되는 것이 바람직하다.
제1격벽(42)은 제1보조용기(41)의 내부로 흐르는 물의 유동을 간섭하여 물의 흐름에 와류를 발생시켜며, 상기 와류에 의해 물에 대한 산소의 용해률은 증가한다.
한편, 도 3에는 제1격벽(71)의 또 다른 실시 예가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조 부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 제1격벽(71)들은 제1보조용기(41)의 내벽면에 상하방향을 따라 상호 이격된 위치에 각각 설치되되, 제1보조용기(41)의 내벽면에 고정된 일단부가 타단부보다 상측에 위치하도록 하방을 향하여 경사지게 형성되어 있다.
상기 언급된 바와 같이 제1격벽(71)이 내벽면에 대해 소정각도 경사지게 형성되어 있으므로 제1보조용기(41) 내부로 유입된 혼합물이 제1격벽(71)에 충돌하더라도 제1격벽(71)의 경사면을 따라 용이하게 하부로 흐를 수 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제1격벽(72)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 제1격벽(72)들은 제1보조용기(41)의 내벽면에 상하방향을 따라 상호 이격된 위치에 각각 설치되되, 제1보조용기(41) 내부에 유입되어 낙하된 물의 입자를 분무화하는 다수의 관통공이 형성되어 있다.
제1보조용기(41) 내부에 유입된 물은 단계적으로 제1격벽(72)들의 관통구(73)를 통과하면서 물의 입자가 분무화되어 산소와의 접촉면적이 증가하게 된다.
제2보조용기(43)는 제1보조용기(41)를 내부에 수용하고, 제1보조용기(41)의 제2배출구(45)를 통해 배출된 혼합물이 수용될 수 있도록 제3유동공간(46)이 마련된 원통형으로 형성된다. 제2보조용기(43)의 상단 측면에는 미용해된 산소와 물이 메인용해부(20)의 제1유동공간(21)으로 배출될 수 있도록 제1유동공간(21)에 연통되는 제3배출구(47)가 형성되어 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 제1보조용기(41)의 외면과 제2보조용기(43)의 연결부분(411)은 제3유동공간(46)에 수용된 산소가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 패킹부재가 설치되는 것이 바람직하다.
산소공급부(51)는 제1보조용기(41)로 산소를 공급할 수 있게 단부가 제1보조용기(41)에 연통되게 연결된 산소공급관(51)과, 산소공급관(51)에 연결되어 산소를 공급하는 산소발생부재(52)를 구비한다.
산소공급관(51)에는 제1보조용기(41)로 산소의 공급유무 및 산소 공급량을 조절할 수 있도록 산소조절밸브(53)가 설치되어 있다. 산소조절밸브(53)는 작업자가 용이하게 조작할 수 있도록 솔레노이드 밸브로 형성되는 것이 바람직하다.
산소발생부재(52)는 산소공급관(51)을 통해 제1보조용기(41)에 산소를 공급할 수 있도록 종래에 일반적으로 사용하는 산소발생기나 고압산소 또는 액화산소가 주입된 산소탱크로 형성된다.
물공급부(60)는 물이 수용된 물저장탱크(미도시)와, 물저장탱크 및 제1보조용기(41) 사이에 연결되며, 내부에 물이 이송되는 유로가 형성된 물공급관(61)과, 물공급관(61)에 설치되어 물저장탱크에 수용된 물을 펌핑하여 제1보조용기(41)에 공급하는 펌프(62)를 구비한다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 산소용해장치(10)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.
산소공급부(51)와 물공급부(60)는 산소공급관(51) 및 물공급관(61)을 통해 산소와 물을 제1보조용기(41)에 공급한다. 제1보조용기(41)에 공급된 물과 산소가 혼합된 혼합물은 제1보조용기(41)의 제2유동공간(44) 내에서 상측에서 하측으로 유동하면서 산소의 일부가 물에 용해된다.
이때, 제1보조용기(41) 내벽면에 형성된 다수의 제1격벽(42)(42)에 의해 제2유동공간(44) 내에 흐르는 물에 와류가 발생되고, 상기 와류에 의해 물에 대한 산소의 용해률이 향상된다.
제2유동공간(44)을 통과한 물과 미용해된 산소는 제1보조용기(41)의 하면에 마련된 제2배출구(45)를 통해 제2보조용기(43)로 배출된다. 제1보조용기(41)를 통해 배출된 물과 산소는 제2보조용기(43)의 제3유동공간(46)에 수용된다. 이때, 제1보조용기(41)의 제2배출구(45)는 제3유동공간(46)의 하측에 위치하므로 제3유동공간(46)으로 유입된 산소는 상측으로 상승하면서 물과 접촉하여 일부가 물에 용해된다.
제3유동공간(46)에 수용된 물의 수위가 제3배출구(47)에 대응되는 위치까지 높아지면 제3배출구(47)를 통해 물과 미용해된 산소가 메인용해부(20)로 배출된다. 메인용해부(20)으로 유입된 미용해된 산소는 제1유동공간(21)에서 물에 재차 용해된다.
제1유동공간(21)에 수용된 물의 수위가 제1배출구(22)에 대응되는 위치까지 높아지면 제1배출구(22)를 통해 물과 미용해된 산소가 메인관(30)으로 배출된다. 메인관(30)으로 유입된 물과 미용해된 산소는 메인용해부(20)의 외주면을 따라 나선형으로 형성된 메인관(30)의 유로를 따라 이송된다. 이때, 메인관(30)을 통해 이송되는 미용해된 산소는 물과 접촉하여 재차 용해된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 산소용해장치(10)는 물과 산소를 보조용해부(40), 메인용해부(20) 및 메인관(30)을 통과시켜 물과 산소와의 접촉시간을 증가시켜 산소의 용해율을 향상시키는 장점이 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치(80)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 산소용해장치(80)는 제2유동공간(44)의 상측에 제1보조용기(41) 내부에 유입된 물이 낙하하기 위한 낙하공간(82)이 마련될 수 있도록 제1,2 및 제3배출구(22,45,47)가 물공급부(60)로부터 물이 제1보조용기(41) 내부로 유입되도록 형성된 유입구(81)에 대해 하방으로 이격된 위치에 형성된다.
이때, 제1,2 및 제3배출구(22,45,47)가 제1보조용기(41)의 유입구(81)에 대해 하방으로 이격된 위치에 형성되어 있으므로 제1보조용기(41) 내의 혼합물 수위는 제1보조용기(41)의 천장면으로부터 하방으로 이격되어 낙하공간(82)이 형성된다.
유입구(81)를 통해 낙하공간(82)으로 유입된 물은 제1보조용기(41) 내에 수용된 혼합물의 수면 위로 낙하한다. 상기 물은 낙하하는 동안 낙하공간(82)에 충진되어 있는 산소와 접촉하며, 상기 산소의 일부가 물에 용해되어 상기 혼합물로 유입된다.
이때, 제1격벽(42)들은 낙하공간(82)에 대응되는 제1보조용기(41)의 내벽면에 형성되는 것이 바람직하다. 유입구(81)를 통해 제1보조용기(41) 내로 유입되는 물은 상기 제1격벽(42)에 충돌하여 입자가 미세화된다. 상기 언급된 바와 같이 제1격벽(42)과의 충돌로 인해 물의 입자가 미세화되면, 물에 대한 산소의 접촉면적이 확장되어 산소의 용해률이 향상되는 장점이 있다.
한편, 도 6에는 보조용해부(90)의 또 다른 실시 예에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 보조용해부(90)는 낙하공간(82)에 대응되는 위치의 제1보조용기(41) 내부에 설치된 제2격벽(91)과, 제2격벽(91) 하측의 낙하공간(82)에 대응되는 위치의 제1보조용기(41) 내부에 설치된 제3격벽(92)을 더 구비한다.
제2격벽(91)은 제1보조용기(41)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 원판형으로 형성되며, 상면에는 제1보조용기(41) 내부에 낙하된 물의 입자를 분무화할 수 있도록 다수의 제1관통공(93)이 형성되어 있다.
제3격벽(92)은 중앙부분에 상하방향으로 관통되게 제2관통공(94)이 형성되고, 제2관통공(94)의 내주면에 원주방향을 따라 상호 이격된 위치에, 제2관통공(94)의 중심방향으로 돌출형성된 다수의 간섭돌기(95)가 마련되어 있다.
상기 간섭돌기(95)는 제2관통공(94)의 중심방향으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 제2격벽(91)을 통과한 물은 간섭돌기(95)의 상면을 따라 제2관통공(94)으로 유입된다. 상기 언급된 바와 같이 간섭돌기(95)는 단부로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되므로 간섭돌기(95)를 따라 제2관통공(94)으로 유입되는 물은 얇은 유막을 형성하며 하부로 낙하한다. 이때, 간섭돌기(95)에 의해 얇은 유막을 형성하면 낙하하는 물은 낙하공간(82)에 충진된 산소와의 접촉면적이 증가하여 물에 대한 산소용해률이 증가한다.
한편, 도 7 내지 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 산소용해장치(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 산소용해장치(100)는 물공급부(60)와 산소공급부(51)를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물이 유입되는 메인용해부(200)와, 메인용해부(200)로부터 배출되는 혼합물을 수용하여 물에 산소를 용해시키는 메인관(300)과, 물공급부(60) 및 산소공급부(51)와 메인용해부(200) 사이에 설치되며, 물공급부(60)와 산소공급부(51)에 연결되어 상기 혼합물을 수용하고 물에 산소를 용해시켜 메인용해부(200)에 공급하는 보조용해부(400)를 구비한다.
메인용해부(200)는 보조용해부(400)를 통해 공급된 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 유동공간(미도시)이 마련된 파이프로 형성되며, 일단부에는 상기 유동공간에 유입된 혼합물을 외부로 배출할 수 있도록 배출구(미도시)가 형성되어 있다. 이때, 메인용해부(200)는 보조용해부(400)에 연결된 타단부보다 배출구가 형성된 일단부가 상측에 위치하도록 상방으로 연장되게 형성되는 것이 바람직하다.
메인관(300)은 메인용해부(200)의 배출구에 연통되며, 메인용해부(200)의 외주면을 복수회 감아 상기 혼합물이 이동하면서 물에 산소가 용해되는 유로가 마련된 파이프로 형성된다. 메인관(300)은 용이하게 메인용해부(200)에 감길 수 있도록 플렉시블한 파이프로 형성되는 것이 바람직하다.
메인용해부(200)로부터 배출된 미용해된 산소는 나선형으로 형성된 메인관(300)을 물과 함께 통과하면서 물에 재차 용해된다. 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 메인관(300)은 본 실시 예와는 다르게 메인용해부(200)의 외주면을 따라 산소와 물이 유동할 수 있는 유로를 형성하는 것이면 무엇이든 가능하다.
보조용해부(400)는 물공급부(60) 및 산소공급부(51)와 메인용해부(200) 사이에 설치되며, 물공급부(60) 및 산소공급부(51)를 통해 공급되는 상기 혼합물을 수용하고, 물에 산소의 일부를 용해시켜 메인용해부(200)로 배출한다.
보조용해부(400)는 보조관(410)과, 보조관(410)의 일부를 내부에 수용하도록 형성된 제3보조용기(420)와, 제3보조용기(420) 내부에 설치되며, 다수의 제3관통공(431)이 형성된 제4격벽(430)을 구비한다.
보조관(410)은 산소공급부(51)의 산소공급관(51) 및 물공급부(60)의 물공급관(61)에 연결되며, 산소공급부(51) 및 물공급부(60)를 통해 공급된 산소와 물의 혼합물이 유입되어 유동할 수 있게 내부에 유로가 마련된 연결부분(411)과, 일단부가 연결부분(411)에 연통되며, 내부에 혼합물이 유동하는 유로가 마련되고, 연결부분(411)에 대해 상방으로 연장형성된 연장부분(412)을 구비한다.
연장부분(412)의 타단부는 보조관(410)을 통과한 혼합물이 상방으로 향하여 배출될 수 있도록 연장방향이 지면에 대해 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 보조관(410)의 연장부분(412) 내에는 2개의 제5격벽(413)이 설치되어 있다. 제5격벽(413)은 연장부분(412)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 원판형으로 형성되며, 상면에는 연장부분(412)을 통해 이동하는 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제4관통공(414)이 형성된다.
제5격벽(413)들은 연장부분(412) 내부에 상하방향을 따라 상호 이격된 위치에 각각 설치된다. 한편, 도시된 예에서 2개의 제5격벽(413)이 연장부분(412)에 설치된 구조를 설명하였으나, 제5격벽(413)의 설치위치 및 설치개수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 1개 또는 다수개가 보조관(410)의 내부에 즉, 혼합물이 유동하는 유로 안에 어느 위치에든 설치될 수도 있다.
제3보조용기(420)는 보조관(410)의 연장부분(412)을 내부에 수용하고, 보조관(410)의 타단부로부터 배출되는 혼합물이 수용될 수 있게 제4유동공간(421)이 마련된 원통형으로 형성된다. 이때, 보조관(410)의 연결부분(411)은 용이하게 산소공급관(51) 및 물공급관(61)에 연결될 수 있도록 제3보조용기(420)의 외부로 일부가 노출되게 설치되는 것이 바람직하다.
제3보조용기(420)는 제4유동공간(421)에 수용된 혼합물이 메인용해부(200)로 배출될 수 있도록 일측이 메인용해부(200)의 타단부와 연통되게 연결된다. 메인용해부(200)와의 연결부분(411)은 제3보조용기(420)의 하측에 형성되는 것이 바람직하다.
제4격벽(430)은 소정의 두께를 갖고, 제3보조용기(420)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 원판형으로 형성된다. 제4격벽(430)은 보조관(410)의 타단부에 대해 상측으로 이격된 위치의 보조관(410) 내벽에 설치되되, 보조관(410)의 타단부에 인접된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
제4격벽(430)의 상면에는 보조관(410)으로부터 배출되는 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제3관통공(431)이 형성되어 있다. 보조관(410)의 타단부를 통해 상방으로 배출된 혼합물의 일부는 제4격벽(430)을 통과하며, 제4격벽(430)을 통과한 혼합물은 중력에 의해 낙하하며 제4격벽(430)을 재차 통과한다.
이때, 보조관(410)의 타단부로부터 배출된 혼합물이 용이하게 제4격벽(430)을 통과한 다음 낙하하기 위해 제3보조용기(420) 내의 혼합물의 수면은 제4격벽(430)의 하방에 형성될 수 있도록 메인용해부(200)의 배출구는 제4격벽(430)의 하측에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 9에는 제3보조용기(420)의 또 다른 실시 예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 제3보조용기(420)는 제4유동공간(421) 내에 설치된 다수의 제6격벽을 더 구비한다. 제6격벽은 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 제3보조용기(420)의 내벽면에 제3보조용기(420)의 중앙을 항하여 연장형성되어 있다. 다수개의 제6격벽은 물의 흐름궤적을 연장시킬 수 있도록 상하방향을 따라 상호 교호적으로 형성되는 것이 바람직하다.
제6격벽은 제3보조용기(420)의 내부로 흐르는 물의 유동을 간섭하여 물의 흐름에 와류를 발생시켜며, 상기 와류에 의해 물에 대한 산소의 용해률은 증가한다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 산소용해장치(100)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.
산소공급부(51) 및 물공급부(60)를 통해 공급되는 산소 및 물은 산소공급관(51) 및 물공급관(61)을 통해 보조관(410)의 연결부분(411) 내부로 유입된다. 연결부분(411)을 통해 유입된 산소와 물은 연장부분(412)으로 이송되고, 보조관(410)의 타단부를 통해 제3보조용기(420) 내부로 배출된다.
이때, 보조관(410)으로부터 배출된 혼합물은 보조관(410)의 타단부에 인접된 위치에 설치된 제4격벽(430)을 통과하여 제3보조용기(420)의 제4유동공간(421)의 하측에 유입된다. 제4유동공간(421)에 유입된 물과 산소는 제3보조용기(420)에 연통되게 연결된 메인용해부(200)의 타단부를 통해 메인용해부(200)의 내부로 유입된다.
메인용해부(200)로 유입된 물과 산소의 혼합물은 배출구를 통해 메인관(300)으로 유입된다. 메인관(300)에 유입된 혼합물은 메인관(300)을 통해 메인용해부(200)의 외주면을 따라 나선형으로 유로를 따라 이동한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 산소용해장치(100)는 물과 산소를 보조용해부(400), 메인용해부(200) 및 메인관(300)을 통과시켜 물과 산소와의 접촉시간을 증가시키고, 혼합물의 유동경로 상에 다수의 격벽이 마련되어 혼합물 유동을 간섭하여 와류를 발생시켜 물에 대한 산소의 용해률을 향상시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 물공급부와 산소공급부를 통해 각각 공급된 산소와 물을 혼합한 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제1유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제1유동공간에 유입된 상기 혼합물을 외부로 배출할 수 있도록 제1배출구가 형성된 메인용해부와;
    상기 제1배출구와 연통되며, 상기 메인용해부의 외주면을 복수회 감아 상기 혼합물이 이동하면서 상기 물에 상기 산소가 용해되는 유로를 제공하는 메인관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유동공간 내에 설치되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며 상기 물공급부 및 상기 산소공급부를 통해 공급된 상기 혼합물을 수용하고, 상기 물에 상기 산소를 용해시켜 상기 제1유동공간으로 배출하는 보조용해부;를 더 구비하고,
    상기 보조용해부는
    상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부으로부터 공급되는 상기 혼합물이 유입되어 유동할 수 있도록 내부에 제2유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제2유동공간을 통해 혼합된 상기 혼합물을 외부로 배출하는 제2배출구가 형성된 제1보조용기와;
    상기 제1보조용기의 내벽면에 상기 제1보조용기의 중앙을 향하여 연장형성된 다수의 제1격벽과;
    상기 제1보조용기를 내부에 수용하고, 상기 제2배출구를 통해 배출된 상기 혼합물이 수용되는 제3유동공간이 마련되고, 일측에 상기 제3유동공간으로 유입된 상기 혼합물이 상기 제1유동공간으로 배출될 수 있도록 상기 제1유동공간에 연통되는 제3배출구가 형성된 제2보조용기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2유동공간의 상측에 상기 제1보조용기 내부에 유입된 물이 낙하하기 위한 낙하공간이 마련될 수 있도록 상기 제1,2 및 제3배출구가 상기 물공급부로부터 상기 물이 상기 제1보조용기 내부로 유입되도록 형성된 유입구에 대해 하방으로 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조용해부는 상기 낙하공간에 설치되며, 상기 제1보조용기 내부에 낙하된 물의 입자를 분무화할 수 있도록 다수의 제1관통공이 형성된 제2격벽과;
    상기 제2격벽 하측의 상기 낙하공간에 설치되며, 상하방향으로 관통되게 제2관통공이 형성되고, 상기 제2관통공의 내주면에 원주방향을 따라 상호 이격된 위치에, 상기 제2관통공의 중심방향으로 돌출형성된 다수의 간섭돌기가 마련된 제3격벽;을 더 구비하고,
    상기 간섭돌기는 상기 제2관통공의 중심방향으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물공급부 및 상기 산소공급부와 상기 메인용해부 사이에 설치되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되어 상기 물공급부 및 상기 산소공급부로부터 공급되는 상기 혼합물을 수용하고, 상기 물에 상기 산소를 용해시켜 상기 메인용해부로 배출하는 보조용해부;를 더 구비하고,
    상기 보조용해부는
    상기 물공급부 및 상기 산소공급부에 연결되며, 상기 물공급부 및 상기 산소공급부로부터 공급된 상기 혼합물이 유입되어 유동할 수 있게 내부에 유로가 형성된 연결부분과, 일단부가 상기 연결부분에 연통되며, 내부에 상기 혼합물이 유동하는 유로가 마련되고, 상기 연결부분에 대해 상방으로 연장형성된 연장부분이 마련된 보조관과;
    상기 보조관의 상기 연장부분을 내부에 수용하고, 상기 보조관의 타단부로부터 배출되는 상기 혼합물이 수용될 수 있게 제4유동공간이 형성되고, 상기 제4유동공간에 수용된 상기 혼합물이 상기 메인용해부로 배출될 수 있도록 일측이 상기 메인용해부와 연통되게 연결된 제3보조용기와;
    상기 보조관의 타단부에 대해 상기 보조관 타단부의 연장방향으로 이격된 위치의 상기 제4유동공간에 설치되며, 상기 보조관으로부터 배출되는 상기 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제3관통공이 마련된 제4격벽;을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조용해부는
    상기 보조관 내에 설치되며 상기 보조관을 통해 이동하는 상기 혼합물의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 다수의 제4관통공이 형성된 적어도 하나의 제5격벽;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
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